CN205548721U - 一种医用手术电极的识别电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种医用手术电极的识别电路，包括：具有两线端口的一线总线的存储器芯片、电极连接器及系统主机；系统主机包括信号连接的高频功率发生器和隔离接口适配电路；电极连接器包括插头和插座；插座是高频功率发生器的输出插座，存储器芯片的两个端口分别与插头和所述医用手术电极连接，用于作为医用手术电极的识别器件，插头连接至插座中，从而与所述隔离接口适配电路连接；系统主机通过隔离接口适配电路读取存储器芯片的数据，识别电极的型号和读取数据信息。本实用新型用电路隔离的方法，在一线总线存储器件内特定区域存储数据对电极的型号进行标识，系统主机也可以对该存储器件的其它存储区域写入信息，对电极的状态进行管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用电子电路对医疗器械进行标识的方法，特别是用一线总线器件对医用手术电极和器械进行识别的隔离电路和方法。
背景技术
双极手术电极，是用于双极高频功率源对病人进行电外科治疗的手术器械，比如对男性病人进行前列腺增生、妇科疾病、膀胱肿瘤等进行手术治疗。通过对高频功率的适当控制，电极产生对病灶组织汽化切割或组织凝结等外科效应。一般是在生理盐水中通过内窥镜进行手术。一个高频手术系统，针对手术的用途，可配很多种不同型号的电极和器械。
每种专用的电极和器械都有不同的性能，比如适应模式限制、最大限制功率等，如进行人为输入设置操作，出错的概率较大。所以一般高频手术系统均对手术电极和器械进行电子标识。即电极插入高频功率源后，系统能识别该电极的型号，同时进行该型号电极的优化工作参数和限制参数等设置。
现有技术采用下列几种标识方法：
电容标识方法。该方法采用一只或两只电容器对电极进行标识。每个电容的电容量代表电极的型号，每个型号对应的电容量与其它型号有适当的容量差别，识别电路既能准确识别，又要让可测的电容值区段内容纳更多的型号识别值。该方法的优点是，识别读取电容量的电路简单，电容器的一端容易做到与电极等参考电位，但太多型号将造成电容量过大。使用两只电容器，可以使可标识的数量大大增加，但电极会因此增加至少一根连接导线和接插针。使用该方法的例子有：佳乐医疗公司(Gyrus Medical Inc.)的“Gyeus PlasmaKineticSystem”和G400Work Station(G400工作站),前者使用一只电容器作标识，后者使用两只电容器作标识。
电阻标识法。该方法采用一只或多只电阻对电极进行标识。每段电阻值区间对应一种型号，或多个电阻的组合对应电极的型号，连接方法为与电极共极或绝缘。对电阻值的读取方法较为简单，如电阻与电极共极则需使用电隔离的读取方法。
中国专利实用新型，专利权人：北京恒实基业科技有限公司，申请号为：201120372589.X的“高频电外科设备用手术电极识别与计数装置”中公开的方法，该实用新型公开了一种高频电外科设备用手术电极识别与计数装置，包括识别计数主模块和射频卡，识别计数主模块设在高频电外科设备箱体内，射频卡设在手术电极连接的插头上，识别计数主模块包括微处理器，射频读写模块、时钟电路的信号输入输出端分别与微处理器上相应的IO端连接，微处理器的信号通讯传送端与高频电外科设备中相应控制电路的控制端连接，射频读写模块的天线插接端与天线连接，当手术电极的插头插设在手术电极用插座上时，射频卡的感应工作面与天线的感应工作面相对。本实用新型可对手术电极进行识别，并对其使用次数进行计数，提醒医护人员及时更换使用超限的手术电极，避免因使用不安全的手术电极带来的隐患。
中国实用新型专利，专利权人：广东合好工贸有限公司，申请号为：02135013.2的“医用双极等离子体切割头的电路标识方法”。其特征在于二端口稳压器件的一端与医用等离子体切割外电极和切割头立交桥连接，切割内电极由于切割头连接器连接。系统对稳压器件施加电流，测试稳压器件的电压即可，不同的稳压器件标识切割头的型号。该实用新型的测量标识准确可靠，测量精度不受潮湿漏电因素影响，耐受电脉冲冲击。该专利的权属已转至珠海市司迈科技有限公司，登记生效日:2011年05月12日。
下面分析四种方法的优劣：
电容标识法是用得较多的方法，可标识的型号种类较多，需专门的电容容量测试电路，在实际的工作条件下，测试电路需能承受高频电流的干扰。电容法只能读取电容值，系统主机不能对它存储新的信息。
电阻法因读取简单，用得也较多，但当电阻值较大时，抗高频电流干扰的能力会下降，系统主机不能对它存储新的信息。
二端口稳压器件标识法，该标识方法，准确可靠，识别电路简单，但能标识的种类较少，系统主机也不能对它存储新的信息。
射频卡标识方法的优点是非接触，且能进行计数等交互操作，因射频卡可以距插座一定距离时即可读取或存储，作为系统判别电极是否可靠插入存在不确定性。另外射频卡需要高频感应供电和取电，会增加系统电磁干扰。
实用新型内容
有鉴于背景技术所述，本实用新型有必要提供一种新的标识方法，可以兼具上述各种方法的优点而规避其缺点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种医用手术电极的识别电路，其特征在于：所述识别电路包括：具有两线端口的一线总线的存储器芯片、电极连接器及系统主机；所述系统主机包括信号连接的高频功率发生器和隔离接口适配电路；所述电极连接器包括插头和插座；所述插座是高频功率发生器的输出插座，所述存储器芯片的两个端口分别与所述电极连接器的插头和所述医用手术电极连接，用于作为所述医用手术电极的识别器件，所述插头连接至所述插座中，从而与所述隔离接口适配电路连接；所述系统主机通过所述隔离接口适配电路读取所述存储器芯片的数据，从而识别电极的型号和读取数据信息。
所述的医用手术电极为双极电极，其输出两线对地隔离。
所述存储器芯片的“地回路极”接所述医用手术电极的回路极，所述存储器芯片的IO极通过所述电极连接器与所述系统主机连接。
所述存储器芯片置于所述电极连接器中，并与所述电极连接器电路连接：所述存储器芯片就近与所述电极连接器的三根电极插头针中的两根连接，所述电极连接器通过电缆与所述医用手术电极相连；所述插座安装在所述系统主机的前面板上，并与所述系统主机内部的高频功率发生器和隔离接口适配电路连接。
所述隔离接口适配电路可以是由ADI(Analog Devices)公司的ADUM系列DCDC和总线适配芯片(即利用技术的数字隔离器)组成；也可以用其它公司具有相同功能的数据隔离器芯片构成电路。
所述隔离接口适配电路由ADUM6000(U4)作DCDC变换器，为所述存储器芯片提供隔离的浮动电源，隔离耐压为5000VAC；采用ADUM2250(U5)为应用I2C总线的隔离总线适配芯片，隔离耐压也为5000VAC。
所述存储器芯片的IO端与所述U5的SDA2脚连接，作为一线总线存储器的IO极的上拉电阻的R1连接于所述U4输出的VDD与所述一线总线存储器的IO极之间，作为保护二极管的D1连接于所述U4输出的VDD和所述存储器芯片的IO极之间；系统主机的IO端连接所述U5的SDA1脚，作为系统主机总线IO的上拉电阻的R2连接于电路供电电源VCC和所述U5的SDA1脚之间，所述U5的SDA1脚通过作为保护二极管的D2接地；电容C1、C2分别连接于所述U4输出的VDD和电源供电端的参考地GND1之间、电容C3、C4分别连接于VCC和电源供电端的参考地GND1之间，C1、C2、C3、C4等电容分别用于隔离电路两边的电源去耦。
相对于现有技术，本实用新型的优点包括：
本实用新型之识别电路，采用数据隔离传输的方法，实现标识器件与读写电路的电隔离，耐压可达数千伏；手术用高频双极电极，由系统主机提供可控的高频能量，电极与系统主机通过连接器连接；在一线总线存储器件内特定区域存储数据对电极的型号进行标识，系统主机可通过隔离接口适配电路读取存储器芯片数据的方法识别电极的型号和数据信息，即可对电极的状态进行管理。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的整体原理框图；
图2为本实用新型实施例一的隔离的一线总线接口原理框图；
图3为本实用新型实施例电连接原理示意图；
图4是本实施例电路连接关系示意图。
具体实施方式
本实施例提供一种医用手术电极的识别电路，如图1至图4所示，其包括：具有两线端口的一线总线存储器芯片、电极连接器，及系统主机。所述系统主机包括信号连接的高频功率发生器和隔离接口适配电路；所述电极连接器包括电极插头和电极插座；所述电极插座是高频功率发生器的输出插座，所述存储器芯片的两个端口分别与所述电极连接器的插头和所述医用手术电极连接，用于作为所述医用手术电极的识别器件，所述电极插头连接至所述电极插座中，从而与所述隔离接口适配电路连接；所述系统主机通过所述隔离接口适配电路读取所述存储器芯片的数据，从而识别电极的型号和读取数据信息。
所述存储器芯片的“地回路极”连接所述医用手术电极的回路极，所述存储器芯片的“IO极”通过所述电极连接器与所述系统主机连接。
所述的医用手术电极为双极电极，其输出两线对地隔离。
因所述存储器芯片直接连接所述高频功率发生器的高频输出高压部分，因此需解决所述存储器芯片与系统低压部分隔离的问题，在隔离的同时，进行数据的双向传输，即高频功率发生器对所述存储器芯片进行可靠的数据读写操作。
一线总线存储器芯片置于电极连接器中，存储器芯片与所述电极连接器连接，电路原理见图1及图2所示：电极插座J1B是高频功率发生器的输出插座，高频功率经该插座输出,高频功率发生器的高频高压输出部分与所述电极插座J1B的1脚和2脚均连接；隔离接口适配电路的隔离接口高压部分输出端通过一根信号线与高频功率发生器的高频输出线(电极插座J1B的2脚)连接在一起，另一根信号线连通所述隔离接口高压部分的输出端和所述电极插座J1B的3脚。电极插头J1A是电极与高频功率发生器主机连接的连接器，一线总线存储芯片(图2中，标记为1)的1和2脚就近分别连接电极插头J1A的3和2脚(图2中，标记为22、23)，从而减小外部干扰对芯片读写操作的影响，电极头的1和2脚通过电缆(图2中，标记为21)分别连接电极插头J1A的1和2脚。电极插头J1A在工作时插入电极插座J1B，针脚一一对应。所述电极插座J1B装在系统主机的前面板上，并与主机内部电路连接。
图3为一线总线隔离数据传输原理框图，标示一线总线的隔离芯片的内部数据隔离采用高频变压器隔离传输，即ADUM系列芯片内部拓扑，采用该类型的隔离数据传输芯片做数据传输性能优秀。U4是DCDC变换器，可选的型号有ADUM6000。U5是隔离总线传输芯片，可选的型号有ADUM2250。U4的隔离输出电源VDD连接U5；GND1为电源供电端的参考地，VCC相对GND2之典型值为+5V。U5的SDA1脚为与主机MCU(Microcontroller Unit)的IO端口连接。GND2为电极端的参考地即“地回路极”，VDD相对GND2之典型值为+3.3V。SDA2与所述存储器芯片的IO端口连接。
图4为本实施例电路连接关系示意图。本实施例中，所述隔离接口适配电路由ADUM6000(U4)作DCDC变换器，为所述存储器芯片(图4，标记为1)提供隔离的浮动电源，隔离耐压为5000VAC；采用ADUM2250(U5)为应用I2C总线的隔离总线适配芯片，隔离耐压也为5000VAC。所述一线总线存储器芯片的IO端与所述U5的SDA2脚连接，R1为一线总线IO上拉电阻，D1为保护二极管；系统MCU的IO端连接U5的SDA1脚，R2为系统主机总线IO上拉电阻，D2为保护二极管。C1、C2、C3和C4等电容分别用于隔离电路两边的电源去耦，合理排布电容的位置可提高电磁兼容的性能。由于一线总线存储器芯片的数据端口只有一路，所以只用ADUM2250(U5)的SDA1传输链路，即可实现数据的双向传输；SCL1传输链路不用，两边分别连接R3和R4上拉电阻。
应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种医用手术电极的识别电路，其特征在于：
所述识别电路包括：具有两线端口的一线总线的存储器芯片、电极连接器及系统主机；所述系统主机包括信号连接的高频功率发生器和隔离接口适配电路；所述电极连接器包括插头和插座；所述插座是高频功率发生器的输出插座，所述存储器芯片的两个端口分别与所述电极连接器的插头和所述医用手术电极连接，用于作为所述医用手术电极的识别器件，所述插头连接至所述插座中，从而与所述隔离接口适配电路连接；所述系统主机通过所述隔离接口适配电路读取所述存储器芯片的数据，从而识别电极的型号和读取数据信息。
2.根据权利要求1所述的识别电路，其特征在于：
所述的医用手术电极为双极电极，其输出两线对地隔离。
3.根据权利要求1所述的识别电路，其特征在于：
所述存储器芯片的“地回路极”接所述医用手术电极的回路极，所述存储器芯片的IO极通过所述电极连接器与所述系统主机连接。
4.根据权利要求1所述的识别电路，其特征在于：
所述存储器芯片置于所述电极连接器中，并与所述电极连接器电路连接：所述存储器芯片就近与所述电极连接器的三根电极插头针中的两根连接，所述电极连接器通过电缆与所述医用手术电极相连；所述插座安装在所述系统主机的前面板上，并与所述系统主机内部的高频功率发生器和隔离接口适配电路连接。
5.根据权利要求4所述的识别电路，其特征在于：
所述隔离接口适配电路由ADI公司的ADUM系列DCDC和总线适配芯片组成。
6.根据权利要求5所述的识别电路，其特征在于：
所述隔离接口适配电路由ADUM6000(U4)作DCDC变换器，为所述存储器芯片提供隔离的浮动电源，隔离耐压为5000VAC；采用ADUM2250(U5)为应用I2C总 线的隔离总线适配芯片，隔离耐压也为5000VAC。
7.根据权利要求6所述的识别电路，其特征在于：
所述存储器芯片的IO端与所述ADUM2250(U5)的SDA2脚连接，作为一线总线存储器的IO极的上拉电阻的R1连接于所述ADUM6000(U4)输出的VDD与所述一线总线存储器的IO极之间，作为保护二极管的D1连接于所述ADUM6000(U4)输出的VDD和所述存储器芯片的IO极之间；系统主机的IO端连接所述ADUM2250(U5)的SDA1脚，作为系统主机总线IO的上拉电阻的R2连接于电路供电电源VCC和所述ADUM2250(U5)的SDA1脚之间，所述ADUM2250(U5)的SDA1脚通过作为保护二极管的D2接地；电容C1、C2分别连接于所述ADUM6000(U4)输出的VDD和电源供电端的参考地GND1之间、电容C3、C4分别连接于VCC和电源供电端的参考地GND1之间，电容C1、C2、C3、C4分别用于隔离电路两边的电源去耦。
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| CN109805998A (zh) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 北京恒实基业科技有限公司 | 一种高频电刀安全校验方法 |
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